浅析工业锅炉水垢的成因、危害及防垢措施

薛金权

摘 要：多年的工业锅炉检验工作中发现很多以水为介质的锅炉在使用过程中频繁结生水垢，结生水垢的锅炉浪费燃料，除垢后影响锅炉的使用寿命，还经常有锅筒鼓包、水冷壁爆裂等事故发生，危及工作人员人身安全和设备安全运行，因此在这里浅析一下工业锅炉水垢的成因和危害及应采取的防垢措施，以便提醒有关锅炉使用单位加强锅炉设备管理，重视锅炉水质，提高对锅炉水垢的防范意识，采取正确方法有效地防止锅炉结生水垢，保证锅炉运行中锅炉给水和锅水等各项指标符合相关锅炉水质标准，从水质上确保锅炉安全经济运行。

关键词：水垢 危害 防垢

中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0071-01

近年随着我国经济的发展各地中小企业数量猛增，锅炉是很多企业普遍使用的特种设备，它涉及生命安全、危险性较大。以水为介质的锅炉在使用过程中极易结生水垢，因为水中含有各种杂质。含有暂时硬度的水进入锅炉后，随着水温的升高，锅水一些钙镁盐类受热分解，从溶于水的物质变成难溶于水的物质，附着于锅炉金属表面，结为水垢；随着水温升高，锅水中某些盐类溶解度降低，从水中析出固相也结成水垢；还有给水中原来溶解度较大的盐类和其他盐碱反应生成难溶于水的化合物，容易结为水垢；锅水内的水渣过多且粘稠时，如果不及时排污，也容易形成水垢。

1 水垢一旦结生水垢，其受到的危害是极大的，具体表现为

1.1 燃料消耗量增大

水垢是热的不良导体，其导热系数比钢铁小很多，因此锅炉结有水垢时燃料燃烧所放出的热量受水垢阻隔不能迅速传递到锅水中，生产中为保证锅水温度必须多投加燃料，据估算，一台以煤为燃料的锅炉，水冷壁内如果结有1mm厚的水垢，燃料消耗量大约增加3%～5%。我国锅炉台数数十万，结垢厚度不一，，如果有10万台锅炉结垢，那浪费的煤量也是惊人的。

1.2 锅炉受热面损坏

结有水垢的锅炉容易出现水冷壁过热、变形、爆管事故，危及人身和設备安全。因为水垢传热差，燃烧热量不能迅速传给锅水，加大燃料投入时炉膛和烟气温度回升高，受热面金属温度也不断升高，当受热面金属温度超过正常条件的温度时，就会过热，强度降低，导致炉管发生鼓包、变形、甚至爆裂。

1.3 锅炉出力降低

锅炉出力是锅炉的基本参数，蒸汽锅炉用蒸发量表示（锅炉长期连续运行时，每小时产生的蒸汽量），热水锅炉用热功率表示（热水锅炉长期连续运行时，在额定回水温度、压了、额定循环水量下，每小时出水有效带热量）。锅炉结垢后，由于传热差，要保持原来生产生活所需要的蒸发量或热功率，就需要多投燃料，随着水垢厚度增加，炉膛容积和炉排面积是固定的，单位时间内燃料消耗量有限，所以产生的蒸发量或热功率（即锅炉出力）就会降低。

1.4 缩短锅炉使用寿命

锅炉结生了水垢，为确保其安全经济运行必须清除。常用的锅炉除垢方法有人工除垢、机械除垢和化学清洗（酸洗和碱洗）除垢，无论哪种除垢方法都影响锅炉使用寿命，缩短锅炉使用周期。

《锅炉水处理监督管理规则》规定，锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。可见除垢不是治理锅炉水垢问题的好方法，解决水垢带来的危害，应以防为主。

2 做好锅炉防垢工作应从以下几方面着手

2.1 选择适当的水处理方法

常用的水处理方法有锅内水处理和锅外水处理。各单位应根据设备条件、对蒸汽品质的要求及水处理材料来源等不同情况，本着因炉、因水、因地制宜的原则选择适当的水处理方法。

锅内水处理是向给水或锅水中加适当的药剂（防垢剂）与锅水反应生成散渣，通过排污排出锅外，以达到减轻结垢目的。锅内水处理方法一般适用于同时符合下列条件的锅炉：

（1）无过热器。

（2）在运行中能可靠的排出锅内形成的泥垢。

（3）加药生成的泥垢不会影响锅炉安全运行。

（4）用户对蒸汽品质要求不高。

GB/T1576-2008《工业锅炉水质》规定，额定蒸发量≤4t/h，且额定蒸汽压力<1.3MPa的自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉及额定热功率≤4.2MW的水管式和管壳式的承压热水锅炉和常压热水锅炉可以单纯采用锅内加药处理水。锅内水处理投资小，设备简单，但水处理效果不稳定，上述锅炉如果单纯采用锅内水处理水质达不到要求也可以采用锅内和锅外联合水处理。

锅外水处理适用于以水为介质的各种锅炉，采用专门的水处理设备系统的对给水进行处理，有化学方法（锅外离子交换）和反渗透，电渗析等物理方法，设备经安装调试检验合格，保养维护操作合理，水处理效果很稳定很理想，但投资大，对水源水质要求高，如果水源水质太差需要进行预处理。

无论采用那种水处理方法，工业锅炉的水质都要保证给水和锅水的各项指标符合GB/T1576-2008《工业锅炉水质》要求。

2.2 使用期间加强锅炉水质管理

锅炉使用单位应结合该单位实际情况，建立健全规章制度（应包括水处理管理制度、岗位责任制设备运行和维护保养制度），设立专职或兼职的经过培训取得合格证的水处理管理作业人员，严格执行各项规章制度，并根据锅炉参数和汽水品质要求，对锅炉的原水、给水、锅水、回水的水质及蒸汽品质进行分析。每次化验分析的时间、项目、数据及采取的相应措施均应填写在水质化验记录表上。

为保证锅炉水各项指标控制在标准范围内，运行中司炉人员要根据水质情况排出含盐量较高的锅水和沉积的泥垢。一般的，蒸汽锅炉每班至少排污一次，热水锅炉依水质化验结果而定。

对备用或停用的锅炉或水处理设备必须做好保养工作，防止锅炉和水处理设备引起严重腐蚀，防止树脂中毒，以免造成水处理设备投入运行时失效。

综上所述，锅炉结生水垢源于水质不良，有水垢的锅炉浪费燃料，容易引起受压元件损坏，降低锅炉出力，影响锅炉使用寿命，使用单位应按自己实际情况选择合适的水处理措施，加强水质管理，确保锅炉水质符合有关规定标准，以便提高锅炉能效，防止锅炉事故发生，确保锅炉安全经济运行。

参考文献

[1] 辽宁省质量技术监督局特种设备安全监察处编制的司炉读本[M].5版.北京：中国劳动社会保障出版社，2008.

[2] 国家质量技术监督局颁发的锅炉水处理监督管理规则[S]，1999.

[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.中国国家标准化管理委员会颁发的GB/T1576-2008工业锅炉水质[S].北京：中国标准出版社，2009.